Наземная фотограмметрия в архитектуре и строительстве

Фотограмметрический метод позволяет быстро произвести обмер архитектурных сооружений и получить их проекции на горизонтальную и вертикальную плоскости. Применение этого метода особенно эффективно для изучения труднодоступных и сложных архитектурных сооружений.

В строительстве фотограмметрия применяется для определения деформаций инженерных сооружений, контроля точности монтажа крупнопанельных зданий, исследования моделей инженерных сооружений, подсчета объема земляных работ и выбора оптимальной трассы дороги, а также для решения других задач.

Деформация инженерных сооружений происходит под действием внешней силы – нагрузки. Если нагрузка не превышает предела, установленного для данного материала, то после прекращения действия нагрузки сооружение возвращается к первоначальной форме благодаря взаимодействию частиц материала. При больших нагрузках появляются остаточные деформации. Может случиться, что нагрузка очень велика. Тогда частицы материала, перемещаясь, утратят взаимную связь и сооружение разрушится. В связи с этим очень важно уметь определить величины деформаций сооружений. Это позволяет рассчитать и построить сооружения так, чтобы они имели только заданные деформации и не разрушались.

Для изучения деформации инженерных сооружений применяют фотограмметрический и стереофотограмметрический методы.

Фотограмметрический метод позволяет определить деформации, возникающие в плоскости, и служит для исследования плоских объектов. Сущность метода состоит в том, что с одной и той же неподвижной точки получают несколько снимков исследуемого объекта, например первый до нагрузки, второй во время нагрузки и третий после нагрузки. При этом фотокамеру устанавливают так, чтобы плоскость прикладной рамки была параллельна плоскости объекта и элементы ориентирования снимков сохранялись.

Стереофотограмметрический метод позволяет определить деформацию, возникающую в пространстве, и применяется для исследования пространственных объектов. С одного и того же базиса получают несколько стереопар изучаемого объекта, например первую до нагрузки, вторую во время нагрузки и третью после снятия нагрузки. Обычно применяют нормальный случай съемки.

Если элементы внешнего ориентирования снимков не сохраняются, то результаты измерений исправляют, используя контрольные точки или контрольные направления.

Для повышения точности определения деформации используют специальные марки, которые прикрепляют к исследуемому объекту. Удобна марка в виде двух взаимно перпендикулярных черных полос на белом фоне. При этом ширина полосы

T = Y (t / f),

где t – ширина полосы на негативе, которая должна быть в 2 – 3 раза больше ширины измерительной марки стереокомпаратора.

Контроль точности монтажа крупнопанельных зданий можно считать частным случаем определения деформации сооружения. При этом наиболее трудоемкими работами являются определения уклонений углов панелей от вертикальной плоскости. Эта задача сводится к нахождению отстояния для каждого угла панели. Чтобы получить полную характеристику монтажных работ и поведения сооружения в процессе эксплуатации, определяют по снимкам точность монтажа во время и после строительства, а затем находят деформации через определенные промежутки времени.

Весьма существенной особенностью изучения моделей инженерных сооружений методами фотограмметрии является фотографирование с коротких базисов и на небольшие расстояния. Кроме того, если объект исследования подвижный, например модель гидротехнического сооружения, то съемка с концов базиса выполняется синхронно.

Для подсчета объема земляных работ и выбора оптимальной трассы дороги фотографируют местность с концов одного или нескольких базисов и по стереопарам создают цифровые модели. Цифровая модель представляет собой совокупность координат точек объекта, например местности. Количество точек цифровой модели зависит от сложности рельефа объекта и заданной точности решения инженерной задачи. Цифровая модель вводится в электронную вычислительную машину, которая по соответствующей программе подсчитывает объем земляных работ и выбирает оптимальную трассу дороги. Однако трассирование дорог более эффективно выполняется не по наземным снимкам, а по аэроснимкам (В.И. Федоров).